Question

去冬今春以來，由于干旱少雨，我國多個地區發生了森林火災，防火形勢十分嚴重．近期在某地發生的山火中，部隊及時出動直升機進行撲救，有效地抑制了火情的蔓延．直升機滅火主要靠外掛吊桶，直升機吊桶一次裝滿水后，飛到火頭上空，把水灑下去，可直接將火頭熄滅．
（1）若飛機將1.5噸水豎直提升50m，水平飛行2km，飛機對水做了多少功？
（2）用水滅火的過程中，水要吸收大量的熱量．若1.5噸水，溫度從20℃升高到100℃，能吸收多少熱量？

Answer 1

【答案】分析：（1）做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是在力的方向上移動的距離，據此分析在豎直提升和水平飛行飛機對水的做功情況，利用功的公式計算；
（2）知道水的質量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量．
解答：解：（1）水的質量：
m=1.5t=1500kg，
水受到的重力：
G=mg=1500kg×9.8N/kg=14700N，
飛機把水豎直提升的過程中做功：
W=Gh=14700N×50m=7.35×10⁵J，
飛機水平飛行時，在對水作用力的方向上沒有移動距離，做功為0，
∴在整個飛行過程中，飛機對水做功為7.35×10⁵J；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×1500kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁸J．
答：（1）若飛機將1.5噸水豎直提升50m，水平飛行2km，飛機對水做了7.35×10⁵J的功；
（2）若1.5噸水，溫度從20℃升高到100℃，能吸收5.04×10⁸J的熱量．
點評：在進行功的計算時，一定注意力和距離方向的一致性，相互垂直時，力在該方向不做功；同時注意單位的統一．